EPIDEMIE

Exotic Plant Invasions: Deleterious Effects on Mediterranean Island Ecosystems

(Invasions per plantes exòtiques: efectes deleteris en els ecosistemes insulars mediterranis)

Aquest projecte de recerca reuneix experts d´Espanya, França, Grècia, Itàlia i Suècia, i compta amb la participació de l´IMEDEA i del GOB.



Coordinador del projecte: Dr. Phil Hulme, NERC Centre for Ecology and Hydrology, Banchory, Scotland

Problemes a sol.lucionar:

La creixent globalització del comerç internacional ha conduït a la transl.locació a gran escala de plantes d’arreu del món. Mentre que la progressiva homogenització de la flora mundial és un tema preocupant, les conseqüències del transport intercontinental de plantes poden ser encara més problemàtiques. Sovint, una vegada establertes fora del seu rang natural, certes espècies vegetals poden expandir-se enormement. Aquestes invasions de plantes exòtiques poden no solament amenaçar la biodiversitat nativa, al reemplaçar les plantes autòctones, si no que també poden arribar a constituir veritables plagues de gran importància econòmica (per exemple, el cas de males herbes en agricultura). Molts científics creuen que les invasions biològiques representen un dels problemes ambientals més importants als que s’afronta actualment la humanitat. Globalment, les illes semblen ser les més amenaçades davant les invasions biològiques. A Europa, en particular, les illes de la Mediterrània contenen unes proporcions més grans de plantes exòtiques que territoris de mida semblant al continent. A més, a les illes mediterrànies s’hi troben algunes de les espècies vegetals més rares d’Europa, moltes de les quals estan directament amenaçades per les invasions d’espècies exòtiques. Si no es controla la introducció de plantes invasores i no es fa un seguiment de la seva expansió, la diversitat única d’aquestes illes està certament en perill. Sens dubte, la sol.lució d’aquest problema permetrà una millor gestió dels ecosistemes insulars de la Mediterrània i, a la vegada, obtenir beneficis tant ambientals com econòmics.

Objectius científics:

El propòsit d’EPIDEMIE és incrementar la preocupació existent sobre la invasió de plantes exòtiques perjudicials i avançar en la comprensió de la vulnerabilitat dels ecosistemes mediterranis a aquesta invasió, amb l’objectiu final de promoure una gestió sostinguda d’hàbitats i espècies. En primer lloc, es pretén fer una revisió completa de l’estat actual i dels caràcters de les plantes exòtiques al Mediterrani que confirmarà la importància relativa dels factors ambientals i humans determinants de la probabilitat d’invasió. Aquesta informació s’usarà per a avaluar la sostenibilitat de les estratègies de gestió dirigides a reduir aquests riscs d’invasió. Per altra banda, mitjançant la recerca de camp en illes mediterrànies específiques, es quantificarà l’impacte tant econòmic com ambiental d’una colla d’espècies exòtiques sel.leccionades en diferents hàbitats. Al integrar els coneixements sobre el risc d’invasió amb els d’impacte, el projecte pretén a) predir la vulnerabilitat actual i futura dels diferents ecosistemes a les invasions vegetals, b) identificar les estratègies òptimes de gestió, i c) presentar plans apropiats per a mitigar els efectes perjudicials.

Impactes esperats:

Encara que alguns problemes medi ambientals es poden revertir o millorar mitjançant canvis en el comportament humà, una vegada la planta invasora s’ha establert en una àrea prou gran, és sovint impossible d’erradicar. Identificar les espècies exòtiques més deletèries, la seva distribució i els ecosistemes que amenacen és d’especial importància. El no reaccionar a temps conduirà, sens dubte, a problemes ambientals més grans en el futur. EPIDEMIE aportarà als gestors del medi ambient, la conservació i l’agricultura, la informació necessària per a (1) identificar les espècies perjudicials, (2) reduir el risc d’invasió, (3) preveure l’impacte ambiental i econòmic de les plantes exòtiques i (4) predir els escenaris futurs d’invasió i les estratègies apropiades de gestió. Aquestes eines seran de suma importància per a conservar la biodiversitat futura de les illes mediterrànies.

Paquets de treball (workpackages) que EPIDEMIE durà a terme:

WP1: Gestió del projecte, Seguiment, Integració i Disseminació. Producció d’una pàgina web d’EPIDEMIE. Organització de workshops anuals. Producció dels informes anuals per a presentar a la UE. Organització d’un Simposi sobre "Vulnerabilitat de les illes mediterrànies a les invasions per plantes exòtiques". Publicació dels resum del Simposi i recomanacions per als usuaris dels resultats ("end-users", "stakeholders").

WP2: Vulnerabilitat de l’ecosistema a la invasió de plantes exòtiques: la gestió estratègica del risc. Per una banda, s’analitzarà la invasibilitat de les illes (probabilitat de ser invaïdes). S’elaborarà una base de dades amb les espècies vegetals exòtiques més importants a cada illa mediterrània amb l’objectiu de conèixer quines són les més esteses i quins patrons existeixen en la composició de flores exòtiques. Aquests patrons seran de crucial importància a l’hora de predir tendències futures de les invasions. Per a determinar la vulnerabilitat a la invasió, les plantes es classificaran en exòtiques/natives i es consideraran tres variables dependents per a cada illa: (1) el nombre total de plantes vasculars, (2) el nombre total de plantes vasculars exòtiques, i (3) la proporció de plantes vasculars que són exòtiques. La variació entre illes en aquestes variables s’analitzarà mitjançant regressions en relació amb variables independents que reflecteixen els principals factors determinants de la riquesa d’espècies natives i exòtiques. Els anàlisis determinaran simultàniament la importància relativa dels "drivers" (factors determinants) socioeconòmics (derivats de dades econòmiques regionals, ex. Eurostat, governs locats i WP5) i ambientals (dades climàtiques del WP4). Es desenvoluparan models estadístics usant dades d’un grup representatiu d’illes, i la seva robustesa es validarà examinant l’èxit que tenen en predir la composició d’exòtiques en illes no usades en el model.

Per altra banda, s’analitzaran el caràcters de les espècies exòtiques més comunes a la conca Mediterrània. El compendi de caràcters inclourà: (1) caràcters ecològics (forma de creixement, tipus de dormancia, dispersió, mida de les llavors, etc., (2) caràcters històrics (font d’introducció, país d’origen, data d’introducció, etc.) i (3) caràcters d’hàbitat (tipus d’hàbitat, abundància relativa, etc.). Mitjançant anàlisis de correspondències i de ‘clusters’ es classificaran les plantes exòtiques en tipus funcionals. La robustesa de les prediccions sobre els caràcters d’invasibilitat es validarà mitjançant models estadístics per a determinar la invasibilitat d’exòtiques introduïdes en altres biomes climàtics mediterranis (Califòrnia, Australia, etc.)

La integració d’aquests dos tipus d’anàlisis permetrà dividir el risc d’invasió en dos components: distribució geogràfica i abundància local. L’èxit amb el que diferents caràcters (ecològics, històrics i d’hàbitat) poden explicar variació a aquestes dues escales ajudaran a identificar els principals determinants del risc. D’aquestes anàlisis s’extraurà un "índex de risc" que combinarà el rang i l’abundància mitja de l’espècie exòtica en relació amb l’hàbitat on es troba. Aquestes bases de dades estaran disponibles a la pàgina web per als possibles usuaris (stakeholders).

WP3: Vulnerabilitat de l’ecosistema a la invasió de plantes exòtiques: la gestió estratègica del perill

1. Mapeig de les exòtiques a les illes focals. Mapa en quadrícules 10x10 km de les 20 espècies més perilloses o més importants a cadascuna de les illes (Mallorca i Menorca). Objectius: tenir dades de l’abundància relativa de les exòtiques, tenir informació de la relació entre distribució i directrius o paràmetres mediambientals a gran escala i tenir també una informació acurada d’espècies individuals respecte a les característiques pròpies de les localitats. A gran escala es farà el mapeig de 10x10 a tota la illa, i a escala fina es confeccionarà un mapa detallat basat en el mostreig exhaustiu en el que es trien un mínim de 5 quadrícules 10x10 per espècie i es recorren atenint a mostrejar els hàbitats inclosos en 100 punts per cada 100 km2.

  1. Estudis de "correlació intel.ligent". Experiments per a (1) conèixer el desenvolupament de les plantes exòtiques particulars i el seu creixement poblacional a la natura i (2) quantificar els impactes qualitatius en els distints ecosistemes. Es duen a terme mitjançant comparacions de quadrats de mostreig invadits i altres no invadits de les 3 espècies focals (Ailanthus, Carpobrotus, Oxalis). Nº de quadrats: 30 per espècie a Mallorca i 30 a Menorca (a lo millor no es fan els 30 menorquins d’Ailanthus). Quadrats de 2x2 m.
  2. Experiments de introducció d’exòtiques a distints hàbitats. Amb la intenció de tenir dades sobre la capacitat de germinació i desenvolupament de les noves plàntul.les en diferents hàbitats. Indirectament es coneixeran les possibilitats invasores en hàbitats particulars i s’obtindran respostes explicatives de la presència o absència de les espècies. 3 hàbitats (dunes, camps de conreu abandonats, màquia) x 3 localitats x 3 "plots" per cada una de les 3 espècies considerades (Ailanthus, Carpobrotus, Oxalis) a cada illa (Mallorca i Menorca). Quadrats de 1x1 m per espècie + control.
  3. Projectes satèl.lit. Propis de cada grup de treball que donen cos a les distintes tesis doctorals possibles. De lliure el.lecció en tots els sentits (espècies, hàbitat, metodologia, objectius, etc.) sempre que es tracti de plantes invasores.

WP4: Model.lització dels escenaris de vulnerabilitat dels ecosistemes i avaluació de les estratègies de gestió. Emprant dades de WP2, WP2 i WP5, els objectius d’aquest paquet de treball són:
  1. Identificar patrons genèrics de la vulnerabilitat de l’ecosistema en els estudis realitzats a les diferents illes, considerant tant les correlacions externes (ex. fragmentació, ús del sòl, clima) com les internes (ex. règim de perturbació, riquesa d’espècies, fluxe de nitrògen).
  2. Simular les conseqüències de la invasió d’ecosistemes vulnerables a llarg terme, coneixent les trajectòries temporals de les invasions (ex. tardança en l’expansió, taxa d’expansió) i l’alteració de les funcions de l’ecosistema (riquesa d’espècies, productivitat, estructura de la comunitat).
  3. Determinar la factibilitat i l’eficàcia de diferents estratègies de gestió per a controlar la invasió. Es tindran en compte factors com l’eficiència en l’erradicació), les prioritats (grans vs. petites poblacions), efectivitat en els costos de control, grau de recuperació, àmbit de gestió.
  4. Predir la invasió i la vulnerabilitat de l’ecosistema sota diferents escenaris climàtics futurs. S’avaluarà l’efecte d’un increment de l’aridesa sobre el risc d’invasió per part de plantes C4 exòtiques i l’impacte directe del clima (règims de perturbació, de foc, pèrdua d’espècies, etc.)

WP5: Vulnerabilitat de l’ecosistema a la invasió de plantes exòtiques: cap a una gestió sostenible. La vulnerabilitat a les invasions està sovint lligada a factors socio-econòmics. Malgrat s’han fet ja alguns càlculs dels costos d’algunes espècies invasores sobre l’agricultura i silvicultura, la majoria d’estudis han posat poca atenció als costos i beneficis que implica una invasió o una estratègia de control. Aquí s’examinarà la dimensió humana del problema, incloent aspectes socio-econòmics, els grups interessants en les plantes invasores (tant en la seva expansió com en la seva erradicació), aspectes culturals, relació amb el comerç global i el sistema global de mercat. Amb això, aquest paquet pretén generar recomanacions per a noves polítiques, respostes institucionals i accions de gestió. Es duran a terme estudis socio-econòmics en illes particulars i s’examinaran aspectes relacionats amb problemes específics assenyalats en el WP3. Els objectius concrets són:
  1. Determinar el paper dels humans en la vulnerabilitat de l’ecosistema a les invasions, examinant (a) el seu paper com a recursos i com a plagues en agricultura i silvicultura, (b) l’impacte de la migració humana, especialment el turisme, en la introducció i expansió d’espècies, i (c) les conseqüències del comerç de diferents productes en la introducció i expansió d’espècies.
  2. Realitzar una anàlisi amb els ‘stakeholders’ per a determinar la seva actitud a les invasions i l’impacte d’aquesta en la vulnerabilitat actual i futura de l’ecosistema
  3. Calcular l’impacte econòmic directe d’espècies invasores concretes.
  4. Calcular l’impacte econòmic indirecte d’espècies invasores concretes.
  5. Realitzar una anàlisi econòmic de costos/beneficis de programes de gestió per a reduir la vulnerabilitat a les actuals i futures invasions d’espècies.
  6. Avaluar les opcions socio-econòmiques per a una millor gestió, incloent el potencial d’instruments de mercat com són les taxes i incentius.